磁弧剪切动力学和日珥的形成

日珥的观测显示存在着强的磁场剪切分量,本文研究了剪切在日珥形成中的积极作用。首先计算一个二维偶极势场当脚根受对称剪切后产生怎样的物理现象。作了三种情形的数值模拟。计算表明产生蘑菇状流动是个普遍规律,在某些条件下将形成弧顶凹陷。为了说明蘑菇流的物理起因,我们探讨了演化初期的线性渐近解。保留一阶量下导出了剪切速度W_z和磁场剪切分量B_x的解析解,对二维流动V_x,V_y求出了近似解:流的振幅随时间指数增长。对于弧顶凹陷,给于了定性的说明:磁浮力-(1/c)J_xB_x和形变阻尼力(1/c)J_zB_x之间的相互作用导致弧预变平凹陷,并把剪切区磁力线打开成为开场。弧顶凹陷是形成日珥的重要条件。冕弧加热量的略微减小,产生初始的热不稳定性,在凹陷处物质凝聚温度降低,弧脚根处因色球受蒸发而流入的物质沿管上升进入弧顶陷阱,加剧了热不稳定性,物质进一步变密,温度再降,最终形成了日珥。     

行星际Alfvén脉动的耗散机制

空间飞船Hellos 1和2的观测表明由0.3AU至0.9gAU,Alfven脉动振幅的衰减比Alfven波传播的WKB解预计的振幅变化要大.Alfven脉动能谱密度的变化可以表示为WKB解预计的能量变化乘以一个衰减因子e~(-2(r-r_0))/λ(f),其中r=0.87AU,r_0=0.29AU,λ(f)称为耗散长度.当频率f>10~(-2)Hz时,λ近似为一常数,λ的变化主要发生在低频区.这一现象对有关Alfven脉动耗散的理论提出了一个新的检验标准。本文导出了与Alfven脉动的波能串级模式和粘性衰减模式相应的耗散长度的解析表达式,并将Helios观测得到的太阳风参数代入进行计算.通过计算结果与实际观测的比较发现,波能串级模式给出的耗散长度的数值及其随频率变化的趋势与实际观测结果一致,而粘性模式给出的结果与实际相差很大.     

1989年1月14日AR5312活动区中的耀斑和磁场的关系(英文)

1989年1月14日AR5312(怀柔编号89009)活动区,产生了一个2B级耀斑。该活动区经纬度为L306、S32,黑子群磁场分类为δ型。耀斑开始时间为0202UT,结束为0534UT,持续了3个多小时。北京天文台磁场望远镜,得到了一系列较完整的高分辨磁场及速度场资料,包括光球5324A的矢量磁场图和色球4861A的纵向磁场图(图1、2)。从耀斑前后的磁图得到以下结果: 1、耀斑初始亮点位于纵向磁场中性线附近高度剪切区域(见图1B区)、新浮磁流区(图2D区)以及双极磁结构对消区。前两种区域均能形成电流片,并且引起磁流体不稳定性,从而激发耀斑,但对消区和耀斑的关系不是很清楚,有待于理论工作者进一步探讨。 2、耀斑极大时间过后,光球和色球H_(11)=0线附近纵场梯度均有明显下降。 3、在强剪切区域(图1B区),5324A横向磁场和H_(11)=0线之间的夹角在耀斑极大时间过后有明显增大,该现象表明磁能释放后,磁场剪切缓解。 4、耀斑初始亮点产生后磁场高度剪切区、新浮磁流区和双极对消区,其触发耀斑的作用和周围的磁场环境有密切关系,特别是象具有磁海湾结构这样的活动区,似乎更容易产生耀斑。 5. 该活动区色球磁场位形,较光球磁场位形复杂,主要表现在:色球的纵场出现了一些磁弧岛结构,其原因可能是光球之上的磁力线高度剪切区及扭绞所致。0411     

关于磁剪切发展的一个探讨

在以无力磁场的非势特征近似描述磁剪切位形时,无力因子α即可做为磁剪切的量度;而磁剪切的发展则为方程所解析描述.这里G=B/t×B,可称为磁剪切产生函数.该方程表明,磁剪切产生于局地的发电机作用,是磁场与磁流体运动相互作用的结果.相反极性磁结构的挤压,磁通量的浮现与下沉,都可以和剪切运动一样,有效地导致磁剪切的发展.     

脉冲星磁辐射制动力矩对具有磁辐射的两成分模型自旋的长期减速

利用分析法研究了具有磁辐射的两成分模型(壳层和中子超流体)的脉冲星在可变的磁辐射制动力矩的作用下,两成分自旋角速度随时间的长期变化。给出了具有磁辐射两成分模型的耦合方程组的分析解。理论结果给出两成分模型在外力可变的磁辐射制动力矩的作用下,自旋角速度随时间长期减慢。利用所得的分析解对具有磁辐射的两成分模型蟹状星云脉冲星(PSR0531+21)(Crab)在磁辐射力矩可变的情况下做了数值计算。并讨论了所得的理论和数值结果。结果表明,蟹状星云脉冲星(PSR0531+21)在磁辐射制动力矩的作用下,壳层自旋角速度随时间的长期减速每年为-0.245 s。     

太阳多极活动区中的磁重联、剪切低磁弧内的强电流和冕穴结构

探讨了复杂磁结构上空日冕物理状态与磁剪切的关系．结果表明在强磁场的磁中性线上方磁剪切会引起具有强电流和较强等离子体压力的低磁弧．这可解释Ｙｏｈｋｏｈ 卫星的观测结果     

白天赤道电激流区梯度漂移不稳定性的非局域分析(英文)

八十年代,人们在赤道电激流区观测到数公里尺度的强非线性波动现象。对这一现象目前还没有满意的理论解释。 根据一些作者对速度剪切对不稳定性的影响的讨论,我们认为速度剪切对长波的影响不是决定性的,描述梯度漂移不稳定性的基本方程可以作相当大的简化。对一个简单的等离子体密度分布模型,该微分方程可以解析地求解。 本文结果表明,大尺度波的相速度和增长率不仅依赖于波数,也依赖于模数—非局域解在不稳定区域中的节点数。与局域理论相比,非局域效应大大地减小了增长率。结果还表明,如果考虑复合耗散,增长率的长波截断与观测结果是吻合的,另外,波的相速度与观测结果也相合。 线性分析的结果还不能完全解释大尺度波现象,但是本文的解析解对今后的非线性分析很有帮助。 类似的分析方法将应用到夜间赤道电激流区和中纬Es层。     

290公里高度附近大气密度及其变化的测定

根据我国第二颗人造卫星和火箭的日视观测资料求得290公里高度附近的大气密度及其变化。得到的密度值显示了密度突然增加与地磁活动相关,在强地磁扰动(K,=6.0)时,密度增大达75％。同时测得在290公里高度附近近似为90％的周日变化和近似50％的平年变化。结果与大气密度理论模型基本一致。     

宇宙微波背景辐射极化的近似解析公式

在宇宙早期的退耦过程中，光子与电子发生Thompson散射．光子气体空间分布的各向异性通过Thompson散射而产生宇宙微波背景辐射的极化，并为最近WMAP观测到．从光子气体的Boltzmann方程出发，采用一般的光深函数，分别积分给出原初密度扰动和残余引力波产生的微波背景辐射极化的近似解析解，结果适用于一般的复合过程．密度扰动FS所产生极化的近似解析解为βS≌-CFs(Td)ΔTd，其中Td和△Td分别为退耦时刻和退耦宽度，系数C≌(0．08—0．12)，明显依赖于复合模型．残余引力波扰动FT产生极化的积分稍微复杂，在长波近似下我们对原初扰动按波数进行幂级数展开，保留到两项FT≌FT^(1) FT(2)，分别积分，给出近似解析解βT≌-[CFT^(1)(Td) DFT^(2)(Td)]ΔTd.第一项的极化与密度扰动类似，结论也相同；但第二项的系数D≌(0．22—0．32)，远大于系数C，我们的近似解析解有助于理解背景辐射的温度一极化交叉关联和检测残余引力波对背景辐射各向异性的贡献．     

粒子在标量张量理论的二阶后闵可夫斯基近似弱引力场中的引力偏转

标量张量理论是目前为止最成功的相对论性引力理论之一,经受住了已有实验和观测的检验.随着实验和观测精度的提高,理论将得到进一步的检验.为此将该理论的可观测效应计算到二阶后牛顿近似非常必要.标量张量理论的二阶后牛顿近似结果已经由Xie等人给出.为得到有质量粒子在弱引力场中的偏转情况,利用二阶后闵可夫斯基近似下的度规解得到了粒子的测地线方程,并通过迭代的方法求得在非束缚条件下,粒子在弱引力场中的轨迹的解析解.进一步利用此结果计算了粒子在弱引力场中的偏转角(与光线的偏转角不同)并与前人的结果进行了比较.